24、Linux软件包管理：RPM及相关工具的全面指南

Linux软件包管理：RPM及相关工具的全面指南

1. RPM简介

RPM（Red Hat Package Manager）是Red Hat Linux中功能强大且具创新性的实用工具，可用于安装、卸载、升级、查询、验证和构建软件包。它具备Windows安装/卸载程序的所有功能，且运行良好，因此被其他Linux发行版广泛采用作为主要的软件打包方式。不过，软件打包并没有真正的标准，像Debian Linux就有自己的系统软件包，功能与Red Hat的类似。

RPM软件包是文件和相关信息（如名称、版本、描述）的存档，相较于传统的tar.gz软件分发方式，RPM软件包有以下优势：
- 升级 ：安装新版本软件时不会丢失自定义文件。
- 卸载 ：能干净地移除安装在多个位置的软件包。
- 验证 ：安装后可验证软件包是否正常工作。
- 查询 ：能轻松获取文件所属的软件包信息。

此外，RPM适用于多种Linux和UNIX系统，是新兴的软件包分发实用工具。

2. RPM命令的主要模式和常用选项

2.1 主要模式

RPM可在以下主要模式下运行：
- 安装（rpm -i）
- 卸载（rpm -e）
- 查询（rpm -q）
- 验证（rpm -V）

2.2 常用选项

所有主要模式都支持以下选项：
- -vv ：打印所有调试信息，有助于了解RPM的具体操作。
- –quiet ：只打印极少信息，仅显示错误消息。

2.3 其他有用的次要模式

• –version ：打印RPM版本信息，如 # rpm --version 会输出类似 RPM version 3.0.3 的内容。
• –help ：打印详细的帮助信息，若信息过长，可使用大的xterm窗口将输出通过管道传递给more命令查看。若要获取简短的帮助信息，直接输入 # rpm 即可。
• –showrc ：打印使用信息，列出可在 /etc/rpmrc 和 $HOME/.rpmrc 文件中设置的变量，默认值通常适用于大多数安装。
• –rebuilddb ：用于重建RPM跟踪系统中已安装软件包的数据库，此选项很少使用，使用方式为 # rpm --rebuilddb 。

3. 安装软件包

RPM的主要用途之一是安装软件包，安装命令的通用语法为：

rpm -i [options] [packages]

其中， options 可以是前面提到的通用选项或以下安装选项， packages 是一个或多个RPM软件包文件的名称。RPM系统非常先进，甚至可以接受FTP或HTTP URL作为软件包名称。部分安装选项如下表所示：

选项	描述
-v	打印RPM的操作信息
-h 或 –hash	安装软件包时打印50个哈希标记（#）
–percent	提取软件包文件时打印百分比
–test	模拟安装过程，但不实际安装，主要用于检测冲突
–excludedocs	阻止安装标记为文档的文件，如手册页
–includedocs	强制安装标记为文档的文件，这是默认行为
–nodeps	安装软件包前不进行依赖检查
–replacefiles	允许用要安装的软件包中的文件替换已安装的文件
–replacepkgs	允许用要安装的软件包替换已安装的软件包
–oldpackage	允许用旧版本软件包替换已安装的新版本软件包
–Force	强制安装软件包

在给RPM命令提供选项时，所有单字母选项（短选项）可以组合在一起，而以 -- 开头的选项（长选项）必须单独给出。例如：

# rpm -i -v -h kernel-2.2.12-20.i386.rpm

等同于

# rpm -ivh kernel-2.2.12-20.i386.rpm

3.1 安装示例

以下是安装 defrag 软件包的示例：
1. RPM软件包通常遵循标准命名约定： name-version-release.arch.rpm ，通过名称可获取软件包的关键信息。
2. 此例中，为i386架构的计算机安装版本为0.73、发行版为5的 defrag 软件包。
3. 使用 cd 命令切换到包含RPM文件的目录，或找到可下载软件包的URL，然后使用以下命令安装：

# rpm -ivh ftp://contrib.redhat.com/contrib/libc6/i386/defrag-0.73-5.i386.rpm

安装过程中会输出类似 defrag ################ 的信息，安装完成后会显示50个哈希标记。

需要注意的是，只有root用户才能正确安装系统级软件包，非root用户安装会报错。此外，安装过程中可能会遇到文件冲突或依赖冲突的问题。文件冲突可通过添加 --replacefiles 选项解决，依赖冲突可使用 --nodeps 选项忽略，但通常不建议忽略依赖问题。

4. 升级软件包

RPM的升级模式可轻松将现有软件包升级到新版本，升级命令语法与安装命令类似：

rpm -U [options] [packages]

options 可以是安装选项或通用选项。例如，将系统中的 emacs 从版本19.31升级到20.4，可使用以下命令：

# rpm -Uvh emacs-20.4-4.i386.rpm

升级模式实际上是卸载和安装的组合，先卸载旧版本软件包，再安装新版本。若旧版本不存在，则直接安装。与手动安装和卸载相比，升级模式会自动保存配置文件，因此一些人更倾向于使用升级模式进行所有软件包的安装。

5. 卸载软件包

RPM的卸载模式可干净地从多个位置移除软件包中的文件，卸载命令语法为：

rpm -e [options] [package]

options 是后续列出的选项之一， package 是要移除的软件包名称。例如，移除 quicktest 软件包的命令为：

# rpm -e quicktest-1.5.2-1

注意，这里指定的是软件包名称，而非安装时使用的文件名称。卸载过程中可能会遇到依赖错误，若要忽略依赖错误，可使用 --nodeps 选项。 --test 选项可模拟卸载过程而不实际移除任何内容，结合 -vv 选项可查看卸载时会发生的情况，如：

# rpm -e -vv --test kernelcfg-0.5-5

6. 查询软件包

查询模式可确定软件包的各种属性，基本语法为：

rpm -q [options] [packages]

options 是后续列出的查询选项之一。以下是一些查询示例：
- 基本查询 ： # rpm -q kernel 会输出内核软件包的名称，如 kernel-2.2.12-20 。
- 列出文件 ： # rpm -ql kernel 会列出内核软件包拥有的所有文件。
- 确定文件状态 ： # rpm -qs kernel 可获取内核软件包中文件的状态信息。
- 列出文档文件 ： # rpm -qd emacs 能列出 emacs 软件包附带的文档文件。
- 列出配置文件 ： # rpm -qc apache 可得到 apache 软件包的配置文件列表。
- 获取完整信息 ： # rpm -qi kernel 会给出已安装内核软件包的完整信息。

查询选项总结如下表：

选项	描述
-a	列出所有已安装的软件包
-c	列出软件包中标记为配置的所有文件
-d	列出软件包中标记为文档的所有文件
-f file	列出拥有指定文件的软件包
-i	列出软件包的完整信息
-l	列出软件包中的所有文件
-p package	查询未安装的RPM文件
-s	列出软件包中文件的状态

若除 -i 外的选项与 -v 选项一起使用，文件将以 ls -l 格式列出。若想在安装前了解软件包信息，可使用 rpm -p 查询格式。

7. 验证软件包

验证软件包是确定安装是否存在问题的简便方法。验证模式下，RPM会将已安装软件包的信息与安装时存储在软件包数据库中的原始信息进行比较。验证命令的基本语法为：

rpm -V [package]

若软件包验证正确，RPM不会输出任何信息；若检测到已安装软件包与数据库记录存在差异，会输出一个八字符字符串，其中失败的测试用单个字符表示，通过的测试用句点（.）表示。失败测试的字符如下表所示：

字母	失败测试
5	MD5校验和
S	文件大小
L	符号链接
T	修改时间
D	设备
U	用户
G	组
M	模式（权限和文件类型）

例如，使用 # rpm -V bash 验证 bash 软件包失败时，会输出类似 .M..L... /bin/bash 的信息，表明 bash 的文件大小与数据库中存储的信息不同。此外，可使用查询选项 -f 验证包含特定文件的软件包，有助于诊断程序问题，如 # rpm -Vf /bin/ksh 。

8. 使用KDE的kPackage系统管理RPM

KDE环境中的kPackage RPM管理系统是一个不错的组件，它支持RPM和前面提到的Debian软件包，无论使用哪种Linux发行版，kPackage都很有价值。启动kPackage有两种方式：从KDE主弹出菜单的“Utilities”菜单中选择kPackage，或在命令行输入 kpackage 。

kPackage加载后会出现一个窗口，右窗格中的文件夹对应不同的软件包组或类别，每个组中可能还有子组。文件夹中显示的文件代表特定组中当前已安装的软件包，主要的软件包安装组包括：
- 娱乐
- 应用程序
- 守护进程
- 开发
- 文档
- 网络
- 库
- 系统环境
- 用户界面
- 实用工具

可展开类别查看系统中安装的单个软件包，选择一个软件包会在屏幕右侧显示其信息。若要列出软件包中的所有文件，点击“File List”标签即可。

卸载软件包时，点击卸载按钮，会提示是否使用卸载脚本、检查依赖关系或仅进行测试模式，点击“Uninstall”完成卸载。安装新软件的步骤如下：
1. 从“File”菜单中选择“Open”或“Open URL”。
2. 若选择打开URL，输入包含要安装软件包的网站的Web或FTP地址；否则，从标准文件列表中选择文件并点击“OK”。
3. 几秒后会显示类似的屏幕。
4. 选择适合软件包的安装选项，如升级、检查依赖关系等。
5. 点击“Install”安装软件包，或点击“Cancel”退出安装过程。

9. 安装和使用xrpm客户端

xrpm是另一个类似于kPackage的图形化X11软件包管理实用工具，界面略有不同，为不使用KDE的用户提供RPM支持。可从 http://www.gmsys.com/xrpm.html 免费下载xrpm，目前最新版本是2.2，它以RPM和tar.gz两种格式分发。

安装后，在X11终端窗口的命令行输入 # xrpm 即可启动xrpm，其主窗口左侧列出所有已安装的软件包，右侧有以下按钮：
- Query ：查询软件包并将结果输出到窗口。
- List Files ：在单独的窗口中列出指定软件包中的文件。
- Remove ：移除已安装的软件包。
- Install ：安装选定的软件包。
- Exit ：退出xrpm。

启动xrpm时，除“Install”按钮外，其他按钮均可用。在xrpm中查询软件包，点击列表中的软件包名称，再点击“Query”按钮即可；列出软件包中的文件，点击软件包名称和“List Files”按钮；移除软件包，点击软件包和“Remove”按钮，会弹出“Remove RPM”窗口，点击“Remove”移除软件包，点击“Close”取消移除，“Options”按钮可访问一些高级选项。

xrpm还可按软件包组列出软件包，如从“Groups”菜单中选择“Applications”菜单项，可列出“Applications”组中安装的所有软件包。若要恢复所有已安装软件包的完整列表，从“File”菜单中选择“List Installed”。安装新软件包时，可选择本地机器或FTP站点上包含RPM文件的位置。若从本地机器安装，从“File”菜单中选择“Open Directory”，选择包含RPM文件的目录后，主窗口中的列表会变为该目录中所有可用的RPM文件列表，此时“Install”按钮可用，“Remove”按钮不可用。点击软件包和“Install”按钮，会弹出“Install RPM”窗口，点击“Install”安装软件包，点击“Close”取消安装，“Options”按钮可访问一些高级选项。

10. 不同软件包格式的转换

除了RPM系统，还可能会遇到其他软件包格式，幸运的是，Alien工具可实现不同软件包格式之间的转换，它能在rpm、dpkg、Stampede slp和Slackware tgz文件格式之间进行转换。

可从 http://kitenet.net/programs/alien/ 下载最新版本的Alien，不同Linux发行版的安装说明不同，建议查看网站获取完整的安装指导。安装Alien后，可进行以下转换：
- 将tgz（或tar.gz）文件转换为deb或rpm ：

alien --to-deb filename.tgz (或 alien -d filename.tgz)
alien --to-rpm filename.tgz (或 alien -r filename.tgz)

• 将deb文件转换为tgz或rpm ：

alien --to-tgz filename.deb (或 alien -t filename.deb)
alien --to-rpm filename.deb (或 alien -r filename.deb)

• 将rpm转换为tgz或deb ：

alien --to-tgz filename.rpm (或 alien -t filename.rpm)
alien --to-deb filename.rpm (或 alien -d filename.rpm)

• 将slp转换为tgz或rpm ：

alien --to-tgz filename.slp (或 alien -t filename.slp)
alien --to-rpm filename.slp (或 alien -r filename.slp) 

• 将rpm或tgz转换为slp ：

alien --to-slp filename.rpm 
alien --to-slp filename.tgz 

虽然Alien不适合用于安装关键系统组件的应用程序，但它足以让大多数软件包在系统上正常运行。

通过以上介绍，我们全面了解了RPM软件包管理工具及其相关的图形化管理系统和软件包格式转换工具，掌握这些知识能帮助我们更高效地管理Linux系统中的软件包。

11. RPM管理流程总结

为了更清晰地展示RPM在软件包管理中的操作流程，下面用mermaid流程图来呈现主要的操作步骤。

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始]):::startend --> B{操作选择}:::decision
    B -->|安装| C(使用 rpm -i 命令):::process
    B -->|升级| D(使用 rpm -U 命令):::process
    B -->|卸载| E(使用 rpm -e 命令):::process
    B -->|查询| F(使用 rpm -q 命令):::process
    B -->|验证| G(使用 rpm -V 命令):::process
    C --> H{是否有选项}:::decision
    H -->|是| I(添加相应选项):::process
    H -->|否| J(执行安装):::process
    I --> J
    D --> K{是否有选项}:::decision
    K -->|是| L(添加相应选项):::process
    K -->|否| M(执行升级):::process
    L --> M
    E --> N{是否有选项}:::decision
    N -->|是| O(添加相应选项):::process
    N -->|否| P(执行卸载):::process
    O --> P
    F --> Q{是否有选项}:::decision
    Q -->|是| R(添加相应选项):::process
    Q -->|否| S(执行查询):::process
    R --> S
    G --> T{是否有选项}:::decision
    T -->|是| U(添加相应选项):::process
    T -->|否| V(执行验证):::process
    U --> V
    J --> W([结束]):::startend
    M --> W
    P --> W
    S --> W
    V --> W

这个流程图展示了RPM管理软件包时主要操作（安装、升级、卸载、查询、验证）的基本流程。首先选择操作类型，然后判断是否需要添加选项，最后执行相应操作，直到整个流程结束。

12. 常见问题及解决方法

在使用RPM进行软件包管理的过程中，可能会遇到一些常见问题，下面对这些问题及解决方法进行总结。

12.1 文件冲突问题

当新安装的软件包中的文件与已安装软件包的文件冲突时，会出现文件冲突错误。例如，安装 defrag 软件包时，如果已有旧版本安装，可能会提示 /sbin/e2defrag conflicts with file from defrag - 0.65 - 5 这样的错误。
- 解决方法 ：可以在安装命令中添加 --replacefiles 选项，让新文件替换已有的文件。示例命令如下：

rpm -ivh --replacefiles defrag - 0.73 - 5.i386.rpm

12.2 依赖冲突问题

当安装的软件包依赖于其他软件包，而这些依赖项未满足时，会出现依赖冲突错误。例如，安装 quicktest - 1.5.2 - 1.i386.rpm 时，可能会提示 failed dependencies: kernel >= 2.2.12 is needed by quicktest - 1.5.2 - 1 等错误。
- 解决方法 ：
- 正常解决 ：按照提示安装或升级所需的依赖软件包，如将内核升级到2.2.12及以上版本。
- 临时解决 ：如果确定可以忽略依赖问题，可在命令中添加 --nodeps 选项，但这种方法不建议用于关键系统组件的安装。示例命令如下：

rpm -ivh --nodeps quicktest - 1.5.2 - 1.i386.rpm

12.3 权限问题

只有root用户才能正确安装系统级软件包，非root用户安装时会出现权限错误，如 failed to open //var/lib/rpm/packages.rpm 。
- 解决方法 ：使用root用户登录或使用 sudo 命令以root权限执行安装操作。例如：

sudo rpm -ivh defrag - 0.73 - 5.i386.rpm

12.4 数据库问题

在某些情况下，RPM使用的数据库可能出现损坏，需要重建数据库。
- 解决方法 ：使用 --rebuilddb 选项重建数据库，命令如下：

rpm --rebuilddb

13. 总结与建议

13.1 总结

本文全面介绍了RPM软件包管理工具，包括其基本概念、主要命令模式、常用选项，以及安装、升级、卸载、查询和验证软件包的具体操作方法。同时，还介绍了KDE的kPackage系统和xrpm客户端这两种图形化管理工具，方便用户更直观地管理软件包。此外，还讲解了使用Alien工具进行不同软件包格式转换的方法，以及在使用RPM过程中常见问题的解决方法。

13.2 建议

• 操作谨慎 ：在使用RPM进行软件包管理时，特别是使用 --nodeps 和 --replacefiles 等选项时，要谨慎操作，避免因忽略依赖或替换重要文件而导致系统出现问题。
• 定期维护 ：定期使用 rpm -V 命令验证软件包，确保系统中软件包的完整性和正确性。同时，若遇到数据库问题，及时使用 --rebuilddb 选项重建数据库。
• 结合工具 ：对于不熟悉命令行操作的用户，可以结合使用kPackage或xrpm等图形化管理工具，提高操作的便捷性和可视化程度。但对于熟练的用户，命令行操作仍然是更高效的选择。
• 备份数据 ：在进行软件包的升级或卸载操作之前，建议备份重要的配置文件和数据，以防意外情况导致数据丢失。

通过掌握这些知识和技巧，你可以更高效、更安全地管理Linux系统中的软件包，确保系统的稳定运行。